夜光云的成因之谜

夜光云是如何形成的

神秘的夜光云

夜光云是一种罕见的云团，是迄今为止科学界了解最少的气象现象之一，它一般只在寒冷的高纬度地区露脸。但是，近年来，夜光云越来越多地出现在低纬度地区，并且越来越亮，越来越频繁。在太阳落山后30～60分钟，即当太阳在地平线以下6～16度时，面朝西方，如果你在天空中看见了白蓝相间的波纹状发光云彩，那么你就很有可能看到了罕见的夜光云。

夜光云又被称为极地中气层云，当它们从外层空间被看见，就被称为“夜耀云”；从地球上看见，就称为“夜光云”。它是一种形成于中间层的云，距地面的高度一般在85千米左右，位置非常之高，这种罕见的云只有在50～70度的高纬度地区夏季才能看见。

夜光云看起来有点像卷云，但比它薄得多，而且颜色为明亮的银白色或蓝色，出现在日落后太阳与地平线夹角在6～16度之间的时候。这个夹角本身倒没什么疑问，因为时间太早会因为夜光云太薄弱而看不见，而时间太晚它又会沉到地球的阴影之中去。

人类观测到的月光云

1885年，人类第一次注意到这种特殊的能在黑夜里发光的云。而近年来，夜光云的出现更是频繁。美国弗吉尼亚州汉普顿大学大气物理学家吉姆·拉塞尔表示，与以往相比，现在，夜光云出现得更为频繁，时间更长，纬度也更低……夜光云究竟是何物？

它肯定不是一般的云，因为一般的云怎么也不会飞过对流层，越过平流层，而稳居在空气稀薄的中间层，它也不像是变幻莫测的极光，因为夜光云有云的纹理……这样的云肯定不一般。

夜光云的成因之谜

有人认为它们是火山喷发物或成群结队的大气尘埃，因为只有它们才有可能飞那么高。而美国海军研究实验室的科学家迈克尔·史蒂文斯则认为，夜光云可能跟航天飞机发动机喷出的火箭烟尘有关。

目前最主流的理论认为，夜光云是由极细的冰晶所构成的。构成夜光云的冰晶直径一般为50纳米，阳光反射在这些微粒上，使其只有当天空其余部分暗下来的黎明或黄昏时分，才能被看见。这种效果就好像在太阳部分落下后看一架在高空中飞行的飞机反射阳光一样。

现在一般认为，要形成夜光云一般需要三个条件：低温、水蒸气和尘埃，这样水蒸气才能凝结成极小的冰晶。近年来，夜光云已经蔓延到纬度40度附近也能看到，而且出现的次数越来越多，也越来越亮。这引起科学家们的强烈关注，有人担心这是地球大气变化的前兆。

据观察，南北两个半球的夜光云之间存在着很大的不同。北半球上空的夜光云看上去比南半球上空的要明亮一点，出现的纬度也更低。在北半球，从5月15～8月20日经常有夜光云，其中最频繁的是7月初。美国科罗拉多大学的科拉·兰德尔表示，越来越多的温室效应气体，比如二氧化碳，使低海拔地区的气候变暖，使高海拔地区的气温下降，进而为高空中夜光云的形成创造了条件。另外，高含量的温室效应气体，实际上会导致在高空形成更多的水蒸气。兰德尔说，低温和更多水蒸气的存在是导致多数夜光云更为频繁现身的原因。这说明地球大气在变化。

揭开夜光云神秘面纱

2007年4月25日，NASA发射了“中层大气高空冰探测”卫星，试图去探究潜伏在地球高纬度地区上空的神秘夜光云。

这是人类第一次专门研究夜光云的太空行动。“中层大气高空冰探测”卫星，最终进入了地球上空大约600千米处的一条极轨道上。卫星上装备了3套科学仪器，在接下来的两年时间里，专门对地球两极的神秘夜光云展开观测，以解释夜光云是如何形成的、为什么近年出现的频率增加是什么原因使其出现的纬度在降低，以及它们的出现是否与气候变化有关等。

我们等待着“中层大气高空冰探测”卫星的最终探测结果，以揭开夜光云的秘密。

在线小知识

美国国家航空航天局原定于当地时间2009年9月15日19时30分～57分之间，从弗吉尼亚州的瓦勒普斯发射中心发射一枚火箭，尝试在地球大气层的最外层进行“人造夜光云实验”。但由于糟糕的天气，这次发射被推迟了，而且至今为止也没有确切消息说何时会再次进行发射。

美丽的彩虹之谜

彩虹的研究历史

在夏秋季节里，一阵大雨过后，天空中常常会出现一条瑰丽多彩的长虹，它像一座灿烂的半拱形彩桥，飞架在天边的地平线上方，形成天空中的瑰丽幻景，引人入胜。

在古代，由于人们还不懂得虹的形成原因，便出现了许多神话传说。有的说“虹是天上的神仙架在天河上的渡桥”有的说“虹是老天爷的神棒、马鞭”，阿拉伯人说“虹是光明神古沙赫休息时放在云端上的弓”还有的说“虹是欢乐女神的笑容”“是月宫里的嫦娥挥舞的长袖”等。

1624年，意大利学者多明尼斯主教，用自然科学的原理解释了虹的形成原因。但由于当时社会的落后和愚昧，昏庸的教皇竟把多明尼斯主教赶出教会，判处了死刑，并把他的著作和尸体一起焚烧掉。

后来法国科学家笛卡儿在水池旁边，看到了水池上面含有大量水滴的空中人造虹，他便用装有水的玻璃球进行了实验，并在1637年发表了关于虹的形成原因的文章。

他在文章中说：“虹是太阳光射入空中的水滴内发生反射和折射的结果。”但他还不清楚虹的颜色是怎样形成的。直至17世纪60年代，牛顿发现太阳光通过三棱镜的色散现象后，虹的秘密才被揭开。

什么是虹

虹是一种自然的天气现象。在盛夏和初秋季节里，下雨前后，当空气里还飘浮着许多小水滴时，当太阳光照射到这些小水滴上，由于发生折射作用，就改变了太阳光线原来的方向，并将由七种颜色合成的白色太阳光线散射开来，使之重新成为七种颜色；再经过地面的反射作用，于是，在太阳的对面，就形成了从外向内，排列顺序为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的美丽鲜艳的光弧，这就是虹。虹的颜色和宽度都与水滴大小有关，空中的水滴越大，虹的颜色越鲜艳，虹带越宽；水滴越小，虹的颜色越昏淡，虹带越窄。

“东虹日头西虹雨”

虹的出现，和当地的未来天气变化有着密切关系，我国劳动人民总结的“东虹日头西虹雨”的天气谚语，是符合科学道理的。我们居住的温带地区，高空的气流是有规律地自西向东移动的，所以，未来的阴晴风雨的天气变化，是和西方气流的性质有着密切关系的。

“东虹日头”的意思，是说傍晚东方出现虹时，预示第二天是晴天，因为东虹表明东方空气中的水滴虽多，湿度很大，但雨区将继续向东发展，不会经过本地区，所以当地不会下雨。而相对应的西方的干燥空气，将向本地移来，因此当地的第二天将是晴天。“西虹雨”的意思，是指早晨在西方出现了虹，不久将出现阴雨天气。因为西方空中含有大量的水滴，这些水滴将向东发展，移到本区来。再加上本地随着太阳的升高，蒸发加剧，低空的水汽不断上升到高空，与高空的水滴相遇，使高空中的水滴不断扩大增多，所以，容易造成阴雨天气。

“蜘蛛挂网久雨必晴”

在我国许多地方，如见蜘蛛张网，阴雨天气将会转晴；如见蜘蛛收网，天气将转为阴雨。

蜘蛛能预测天气，主要是因蜘蛛对空气中湿度变化反应相当灵敏，在蜘蛛尾部有许多小吐丝器，吐丝器部分既黏又凉，当阴雨天气来临时，由于空气中湿度大、水汽多，水汽易在蜘蛛吐丝器部分凝结成小水珠儿，这样蜘蛛吐丝时感到困难，便停止放丝而收网。相反，当空气中湿度变小天气转好时，蜘蛛吐丝顺利，便张网捕虫了。另据研究，蜘蛛的腿能感知20～50赫兹频率的声音，当天气转晴时昆虫易活动，飞行时发出的嗡嗡声，蜘蛛很快就会发觉，所以便添丝织网，准备捕捉。这正是民间用“蜘蛛挂网久雨必晴”的谚语来观测天气晴雨的道理。

在线小知识

2011年11月27日，57岁的摄影爱好者菲尔·汤普森在澳大利亚维多利亚的贝拉林半岛拍摄了一幅令人不可思议的照片，展现海面反射出双彩虹的罕见景象。当时，海面不仅反射彩虹，并且将彩虹“一分为二”，景象令人叹为观止。